17β-雌二醇和炔雌醇在土壤中的吸附特性研究

通过吸附动力学试验和批平衡试验,研究17β-雌二醇(E2)和炔雌醇(EE2)在土壤中的吸附动力学、等温吸附线特征以及pH值对吸附过程的影响。结果表明:E2和EE2在土壤中的吸附过程可以分为快速吸附和慢速平衡过程。整个吸附阶段一级动力学模型拟合效果最好,吸附速率常数分别为2.32 h-1和1.97 h-1。E2和EE2的等温吸附线能够较好的符合线性、Freundlich和Langmuir模型,其中Langmuir模型拟合效果最好,最大吸附量分别为45.27~49.07μg/g和53.14~56.84μg/g。随着温度的增加,E2和EE2的吸附过程会受到抑制。在pH值为2~8时,土壤对E2和EE2的吸附量变化比较平稳;在pH值为8~12时,呈明显的下降趋势。     

雌酮(E1)在土壤中的吸附特性

研究了平衡时间、温度、pH、离子强度和土壤粒径对E1(雌酮)在土壤中吸附特性的影响. 结果表明:E1在土壤中的等温吸附平衡时间约为0.5h;在温度为10、20和30℃条件下,土壤对E1的K_f(吸附系数)分别为24.72、14.18和9.39,K_d(分配系数)分别为34.79、24.15和13.51,表明随着温度的升高,土壤对E1的吸附量显著降低;土壤对E1的吸附量在pH由3.0增至6.0时呈降低趋势,在pH>6.0～9.0时保持稳定,然后随着pH进一步升高(>9.0～11.0)而继续降低;土壤对E1的吸附量在离子强度由0.005mol/L升至0.1mol/L时显著升高,在离子强度>0.1mol/L时保持稳定;砂粒、粉粒和黏粒对E1的K_f分别为5.17、12.79和25.22,K_d分别为6.80、16.11和39.95,即随着土壤粒径的减小,对于E1的吸附作用显著增加.      

17α-乙炔基雌二醇在微塑料上的吸附和解吸行为

以内分泌干扰物17α-乙炔基雌二醇（EE2）作为目标污染物,系统研究了5种微塑料聚酰胺（PA）、聚乙烯（PE）、聚氨酯（TPU）、聚氯乙烯（PVC）和聚苯乙烯（PS）对EE2的吸附动力学、吸附等温线及解吸作用.微塑料对EE2的吸附动力学和吸附等温线的结果表明,5种微塑料对EE2的吸附能力为PA>TPU>PE>PVC>PS;5种微塑料中TPU和PA具有最大的吸附能力和吸附容量,主要归因于氢键产生的化学吸附;而PE、PS、PVC主要是依靠范德华力的相互作用.因PA和TPU对EE2的吸附能力更强,两者的解吸量均高于其他3种物质.采用解吸率来反映不同微塑料的解吸性能,发现EE2在PS中的解吸率最高,PA和TPU上解吸率相对较低.采用单因素重复测量方差分析统计学方法对EE2在5种微塑料上的解吸特性进行分析,EE2在PS与其他4种微塑料之间表现为显著性差异,其余微塑料两两之间无显著性差异;尽管肠胃液中解吸率高于去离子水,但两者并无显著性差异.     

漆酶催化氧化废水中17α-乙炔基雌二醇

用漆酶催化氧化法处理废水中的17α-乙炔基雌二醇(简称EE2)。考察了温度、pH值、起始底物浓度、起始漆酶浓度和助催化剂等因素对EE2去除率的影响。实验结果表明漆酶能有效催化氧化废水中的EE2,适宜的反应条件为:温度35℃,pH值5.38,漆酶与EE2起始浓度之比宜大于0.178 U/μmol,反应180 min,EE2的去除率大于92%。其他反应条件一定,EE2起始浓度在0.017 1-0.051 3mmol/L之间,EE2去除率随其浓度升高而缓慢下降,但去除量逐渐升高;EE2起始浓度在0.051 3~0.137 6 mmol/L之间,EE2的去除率和去除量都显著降低。磁力搅拌和助催化剂ABTS都能显著加快反应速度,提高EE2去除率。     

五种土壤吸附喹乙醇特性的研究

用振荡平衡法研究了喹乙醇在东北黑土、常熟水稻土、陕西潮土、南京黄棕壤和江西红壤中吸附行为及其影响因素.结果表明,喹乙醇在5种土壤中的吸附行为均可用Langmuir方程和Freundlich方程进行良好的线性拟合.其吸附系数KF很小,分别为2.813,1.740,0.446,0.309和0.201,显示很难被土壤吸附.其KF与土壤有机质含量及阳离子交换量呈良好的相关性.而与土壤pH值及黏粒含量相关性较差.温度和离子强度均对喹乙醇在土壤中的吸附有一定影响,较低的温度和离子强度均有利于土壤对喹乙醇的吸附.     

NF270截留17α-乙炔基雌二醇过程

研究了操作压力、电解质及pH等因素对聚酰胺复合纳滤膜组件NF270截留水溶液中100 μg/L 17α-乙炔基雌二醇(EE2)过程的影响,同时考察了NF270对葡萄糖配水中100 μg/L EE2的截留情况.结果表明:NF270能实现对微量甾体雌激素EE2的有效截留;截留初始阶段,EE2在膜面的吸附作用增强了NF270的截留效能,组件运行6 h后膜截留性能稳定. 出水ρ(EE2)随着操作压力的增大略有增大,当操作压力为0.5 MPa时,出水ρ(EE2)为31.09 μg/L. 加入MgSO₄和CaCl₂等电解质,截留率略有提高,出水ρ(EE2)为27.10 μg/L. 酸性条件对NF270截留EE2影响较小,当pH为11时EE2稳定截留率为88.81%,比中性条件高19.91%. 0.5 MPa条件下NF270对葡萄糖配水中EE2截留效果明显提高,出水ρ(EE2)仅为11.96 μg/L.      

秸秆生物碳的结构特征及其对17β-雌二醇的吸附性能

以小麦和水稻秸秆为原料,采用限氧裂解法在400 ℃下制备秸秆生物碳,利用热重分析、元素分析、FTIR(红外光谱分析)和BET-N₂比表面及孔径分布等手段表征生物碳的结构与组成,探讨其对天然类固醇雌激素E2(17β-雌二醇)的吸附特性. 结果表明:小麦和水稻秸秆在40~70、300~350 ℃有2个失重峰,分别为失水和纤维素热解所致;小麦秸秆生物碳中w(C)、w(H)、w(O)、w(N)分别为59.45%、2.81%、20.17%、1.20%,水稻秸秆生物碳中分别为51.14%、2.44%、17.02%、1.04%,2种秸秆生物碳均含有丰富的芳香性官能团及无机矿物组分;小麦和水稻秸秆生物碳比表面积分别为51.32和28.63 m2/g. E2在2种秸秆生物碳中的吸附动力学曲线均符合Elovich方程,吸附热力学曲线符合Freundlich方程,其中,非线性指数(n)分别为0.46和0.42,Freundlich系数K_f为2 526.15和4 368.23. 吸附过程可以被双模型方程很好地拟合,其中表面吸附的饱和吸附量(Q₀)与20 nm以下的总孔体积呈良好正相关,分配作用则因原料不同而呈很大差异,影响因素尚需进一步研究.      

水溶液中17α-乙炔基雌二醇的光降解

研究了水溶液中17α-乙炔基雌二醇(EE2)在紫外杀菌灯(λ=254nm，30W)下的光降解．EE2浓度在1．0_-25mg/L范围内，光降解是假一级反应在水溶液pH5-8范围内，EE2的光降解速率随溶液pH值增加而增加，三价铁离子对EE2的光降解有促进作用。     

17α-乙炔基雌二醇的降解及其共基质代谢特性

以一株降解甾体雌激素17α-乙炔基雌二醇(EE2)的鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium sp.)JCR5为材料,研究了JCR5降解EE2的适宜接种量、底物利用情况和添加营养物对降解能力的影响.结果表明,在接种量为7%(体积分数)(OD600≈1)时,EE2的降解率最高;JCR5能够利用甾体雌激素(甾酮、17β-雌二醇、雌三醇以及炔雌醇甲醚),避孕药生产中间体以及一些芳烃化合物为唯一碳源生长;添加少量葡萄糖、蛋白胨和酵母粉,均能促进JCR5对EE2的降解.葡萄糖、17β-雌二醇(E2)分别与EE2的共基质代谢试验表明,在共基质条件下,葡萄糖的存在对EE2的降解起到一定的促进作用,而E2的存在对EE2的降解具有一定的抑制作用.利用HPLC检测EE2降解过程发现,在EE2降解的同时伴有未知的EE2代谢产物峰出现.      

污水处理中17β-雌二醇的去除机理研究

介绍了污水处理中17β-雌二醇（E2）的去除机理及其去除效果的影响因素。研究表明,E2是生活污水中普遍存在,最具潜在影响、作用最强的一种类固醇雌激素;污水处理过程中,活性污泥吸附作用可使E2浓度迅速降低,而生物降解是去除E2的主要方式且去除过程遵循一级反应,E1是E2生物降解过程中的中间产物。在好氧条件下,提高温度、延长水力停留时间和泥龄、强化硝化等均可一定程度上提高E2的去除效率。     

缺氧活性污泥对17β-雌二醇的吸附与降解研究

试验用缺氧活性污泥降解17a-雌二醇,降解过程中,同时测定17a-雌二醇在水相与泥相上的浓度,考察厂缺氧活性污泥对17a-雌二醇的吸附等温线与降解动力学,并研究了温度和电子受体NO3--N浓度对吸附与降解的影响.结果表明,缺氧活性污泥对17a-雌二醇的降解是在泥中进行,水中不直接降解,泥中物质浓度降低后再吸附水中物质,反应是一个动态的吸附降解平衡过程.17a-雌二醇初始浓度为5～15 ìg/L时,2 h内能完全降解.缺氧降解符合一级反应动力学:降解过程中,17a-雌二醇在缺氧活性污泥上的吸附既符合Freundlich模型又符合线性吸附模型.温度对17a-雌二醇的吸附与降解有很大影响,温度升高反应速率常数增加,但分配系数降低.10、20、30℃条件下.其降解速率常数分别为2.411、3.045、3.527 h-1;分配系数kd分别为540.9、460.4、396.9 L/kg.NO3--N浓度(10～30 mg/L)的变化影响17a-雌二醇的缺氧降解,减少或增加NO3--N浓度.降解速率常数降低的最大变幅约20%.     

17α-乙炔基雌二醇在铁(Ⅲ)-草酸盐配合物体系中的光降解

以125 W高压汞灯为光源,研究了水中17α-乙炔基雌二醇(EE2)在铁(Ⅲ)-草酸盐(Ox)配合物体系中的光降解;考察了初始pH,c(Fe(Ⅲ))/c(Ox)配比及EE2初始质量浓度对EE2光降解的影响.结果表明:铁(Ⅲ)-草酸盐体系能引发EE2的光降解.在pH为3.50,c(Fe(Ⅲ))/c(Ox)为10.0/120.0时,光照160min;ρ(EE2)为2.0mg/L时的EE2光降解效率可达53.5%.在pH为3.00～6.00的实验范围内,当pH为3.00～4.00时,EE2的光降解效率最高;在ρ(EE2)为2.0～10.0 mg/L时,EE2的光降解效率随溶液中初始ρ(EE2)的增加而降低.      

某污水处理厂中17α-乙炔基雌二醇降解菌的分离鉴定及其降解特性

由北京某污水处理厂活性污泥中分离出以17α-乙炔基雌二醇(EE2)为唯一碳源生长的单一菌株,经16SrRNA基因序列分析鉴定为香茅醇假单胞菌(Pseudomonas citronellolis),命名为SS-2菌株.研究表明,SS-2菌株在7d内对初始浓度为4mg·L-1EE2的降解率为93.6%,对初始浓度为2mg·L-1雌酮(E1)、或17β-雌二醇(E2)的降解率为99%,对雌三醇(E3)没有降解能力.SS-2菌株降解雌激素的反应符合动力学一级反应定律,其降解速率常数分别为0.236h-1(E1)、0.221h-1(E2)和0.013h-1(EE2).SS-2菌株降解E2的过程中,检测到E1的生成,并且生成的E1亦可被SS-2菌株降解;该降解过程中类雌激素活性随着E2与E1浓度的降低而显著减少,表明SS-2菌株不仅可以降解E2与E1,而且可以降低降解过程中的类雌激素活性;反应进行240h后,仍表现出少量类雌激素活性,推测是因残留的E2或E1所致,表明尚且未知的中间产物或生成物的类雌激素活性远低于E2与E1.     

含鱼腥藻水溶液中17α-乙炔雌二醇光降解

研究了含鱼腥藻 Anabaena HB10 1水溶液中 17α-乙炔雌二醇在 2 5 0 W高压汞灯光照下的光降解 ,并进行了动力学分析 ,研究结果表明 ,水溶液中鱼腥藻 Anabaena HB10 1能促进 17α-乙炔雌二醇光降解 ,随着水溶液中鱼腥藻Anabaena HB10 1的浓度增大 ,其光降解效率也增大 ,表明了鱼腥藻对 17α-乙炔雌二醇光降解有明显的催化作用。同时也研究了在紫外光下的光降解情况 ,结果表明其光降解效率比高压汞灯光照下的光降解效率高 ,总体上讲 ,藻具有催化光降解作用。探讨分析了鱼腥藻 Anabaena HB10 1催化 17α-乙炔雌二醇光降解的作用与机理。     

pH和有机质对土壤中锌的吸附-解吸特性影响研究

采用批次平衡法和Freundlich模型研究了锌在黑土和潮土中的吸附解吸行为,分析了p H和有机质对Zn在供试土壤中吸附解吸的影响。结果表明:黑土和潮土对Zn都具有较强的吸附能力,吸附-解吸等温线符合Freundlich模型,黑土和潮土的吸附-解吸常数(K_f)分别为1 882.03和1 546.66;在pH为4.6～7.4范围内,土壤对锌的吸附能力随pH值的升高而增强;土壤有机质去除后,K_f变小且经验常数(1/n)变大,吸附的非线性较强。     

17α-乙炔基雌二醇降解菌的分离鉴定及降解特性

从避孕药生产厂废水处理站的活性污泥中驯化、分离到1株能够以17α-乙炔基雌二醇(17-αethynylestradiol,EE2)为唯一碳源和能源生长的菌株JCR5.经过对其形态特征、生理生化以及16S rDNA序列分析,该菌株为鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium sp.).研究表明,菌株JCR5利用EE2生长的适宜温度为25～40℃,培养基初始pH为7～9.金属离子Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺能够促进菌株的生长,而Zn²⁺、Ag⁺、Pb²⁺、Ca²⁺和Al³⁺离子对菌株的生长具有不同程度的抑制作用.菌株JCR5在10d内对初始底物浓度为30mg·L^-1EE2的降解率可达到87%.     

诺氟沙星在4种土壤中的吸附-解吸特征

采用批平衡吸附试验,研究了诺氟沙星在河南封丘潮土、江西鹰潭红壤、苏南常熟水稻土和南京黄棕壤等4种土壤中的吸附行为.结果表明,诺氟沙星的土壤吸附-解吸不同程度地偏离线性模型,但均可用Freundlich模型和Langmuir模型进行良好的线性拟合.其K_f值变化较大,分别为潮土82.0 L/kg、黄棕壤432 L/kg、水稻土5 677 L/kg和红壤8 790 L/kg,显示诺氟沙星在4种土壤中的吸附行为存在较大的差异.此外,诺氟沙星在4种土壤上的解吸过程存在滞后现象.其中,诺氟沙星在红壤中的滞后现象明显与其他3种土壤不同,其滞后系数至少大5倍以上.研究表明4种土壤中诺氟沙星的吸附参数K_f值与土壤pH呈极显著负相关,与土壤溶液中诺氟沙星阳离子形态比例则呈极显著正相关.在不同pH（5～9）下,红壤和水稻土的诺氟沙星吸附参数lgK_d随pH的升高先增加而后降低,黄棕壤和潮土中则不同程度地线性下降.可见,阳离子吸附可能是诺氟沙星土壤吸附的重要机理,而低pH下红壤和水稻土中诺氟沙星的吸附是阳离子吸附和土壤溶液共存阳离子竞争性吸附共同作用的结果.     

1株17β-雌二醇高效降解菌的分离鉴定及降解特性

从浙江仙居某制药厂废水处理站的活性污泥中驯化、分离得到1株能以雌二醇(17β-estradiol,E2)为唯一碳源生长的细菌菌株E2-Y.经过对其形态特征、生理生化以及16SrDNA序列分析,确定该菌为一种芽孢杆菌(Bacillussp.).通过摇瓶实验考察了温度、pH等因素对E2微生物降解性能的影响,得出最适温度为30℃,最佳pH值7.5.培养基中不同添加物对E2降解的影响迥异:蛋白胨、牛肉膏等有较强的促进作用;Ba2+、Zn2+、Sn2+、Cd2+、Cr2+、Pb2+等几种金属离子的抑制作用依次增强;而投加硝酸钾、淀粉、氯化铵、Ca2+、Fe2+等物质对E2降解无明显影响.在最佳实验条件下,该菌株可以在7d内将初始浓度为0.5～50mg/L的E2完全降解,E1是菌株E2-Y降解E2的最初代谢产物,并且可进一步被逐渐降解;降解实验进行15d后,初始浓度为1mg/L的E2的雌激素总体效应可被该菌株降低95%以上.     

UV/H2O2工艺降解水中17α-乙炔基雌二醇

采用UV/H2O2间歇式光氧化反应器去除饮用水中低浓度17α-乙炔基雌二醇(EE2).结果表明,在原水中EE2浓度约为650μg/L、UV光强154μW/cm2、H2O2投加量5mg/L、反应时间30min条件下,EE2的去除效率可达到90%;光降解过程符合拟一级反应动力学模型;EE2的光降解速率常数随着H2O2投加量和光强的增加而增加.较低的反应液pH值有助于EE2的光降解.UV/H2O2联用工艺对EE2的去除具有协同作用.阴离子HCO3-、NO3-、Cl-、SO42-对EE2光降解反应有抑制作用.     

17β-雌二醇在水体中的分布水平及去除方法研究现状

17β-雌二醇(E2)是一种常见的天然雌激素,普遍存在于各类水体环境,在水环境分布水平已经达到干扰鱼类内分泌系统的水平,被认为是作用最强烈、最具潜在影响的环境内分泌干扰物之一。文章重点介绍了17β-雌二醇在水体环境中的分布水平及去除方法,指出由于传统的污水处理工艺和净水工艺无法将其完全去除,增加深度处理工序已经迫在眉睫。针对E2的特点,现有水处理工艺宜增加能够生成强氧化剂.OH的工序。